DE2118813A1

DE2118813A1 - Lenkgetriebe

Info

Publication number: DE2118813A1
Application number: DE19712118813
Authority: DE
Inventors: Erich 7070 Schwäbisch Gmünd Jablonsky
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-04-19
Filing date: 1971-04-19
Publication date: 1972-11-02
Also published as: IT954426B; AR197673A1; DD97609A5; GB1364021A; YU34929B; YU82472A; FR2134986A5; HU170535B; US3824905A; ES401545A1; BR7202351D0; JPS5434209B1

Description

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen

Lenkgetriebe

Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach Art einer Zahnstangenlenkung. Die bekannten Zahnstangenlenkungen haben sich vorwiegend bei Personenkraftwagen gut bewährt, wo sie auch in zunehmendem Maße mit einer hydraulischen Servoeinrichtung kombiniert und verwendet werden. Für ihren Einbau in schwere Nutzfahrzeuge ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, die darin bestehen, daß entsprechend den grösseren Lenkkräften Ritzel mit größerem Durchmesser erforderlich sind, wodurch bei gegebenem Hub der Zahnstange von Anschlag zu Anschlag die Anzahl der Umdrehungen am Lenkhandrad geringer wird. Dadurch steigt aber die von Hand aufzubringende Lenkkraft so stark an, daß bei einem größeren Fahrzeug ohne hydraulische Hilfskraft nicht mehr sicher gelenkt werden kann. Aber auch bei Fahrzeugen mit hydraulischer Hilfskraft kann eine übliche Zahnstangenlenkung nicht verwendet werden, weil für solche die Vorschrift besteht, daß jedes Fahrzeug auch bei Ausfall der Hydraulik noch von Hand lenkbar sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkgetriebe nach Art einer Zahnstangenlenkung auch für größere Nutzfahrzeuge

209845/0242 . / .

_ ₂ _ . 2118

zu schaffen, das sowohl mit als auch ohne hydraulische Hilfskräfte inrichtung verwendbar ist. Dabei bedeutet "nach. Art einer Zahnstangenlenkung'¹, daß das lenkgetriebe eine zur Lenkspindel mit dem Lenkhandrad quer verlaufende Schubstange für die lenkbaren Fahrzeugräder aufweist.

Sie Erfindung besteht darin, daß am Ende der Lenkspindel ein erstes Kegelrad befestigt ist und mit einem zweiten, im Gehäuse gelagerten Kegelrad im Eingriff steht, das als Lenkmutter ausgebildet ist, eine verdrehsicher gelagerte Schubstange mit Gewinde umfaßt und mit dieser trieblich verbunden. ist. Dabei ist das zweite Kegelrad über ein Radiallager und Axiallager im Gehäuse gelagert. Außerdem gehört es zur Erfindung, daß die Verdrehsicherung der Schubstange beispielsweise an. einer Schiene anliegt, die in einer Aussparung des Gehäuses angeordnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß das zweite Kegelrad über ein Kugelgewinde mit der Schubstange im Eingriff steht bzw. über ein Gleitgewinde mit der Schubstange verbunden ist, und daß die Schubstange auch durchgehend ausgebildet sein kann und an beiden Enden Kugelanschlüsse für die Spurstangen trägt. Schließlich gehört es zur Erfindung, daß über die Lenkspindel eine am Gehäuse angeordnete Druckmittel-Steuereinrichtung betätigbar ist, die das Druckmittel je nach Lenkrichtung einem der beiden Druckräume zusteuert, die von

2098Λ5/02Α2

einem auf der Schubstange befestigten Kolben und einer zylinderförmigen Ausweitung des Gehäuses gebildet werden, und daß der Raum mit der Verdrehsicherung hydraulisch mit dem angrenzenden Druckraum verbunden und an der Lenkspindel von einer Dichtung abgedichtet ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen den beiden Kegelrädern, und durch Wahl der Gewindesteigung für die Schubstange die Anzahl der LenkhandradUmdrehungen von Anschlag zu Anschlag den besonderen Erfordernissen des Fahrzeuges angepaßt werden kann. Dieser Vorteil gilt gleichermaßen für Lenkgetriebe dieser Art mit und ohne Hilfskraftunterstützung wie mit und ohne durchgehende Schubstange. Durch die Verwendung eines Kegeltriebes an Stelle von Ritzel und Zahnstange wird der bisher auf Personenkraftwagen beschränkte Bereich von Zahnstangenlenkungen auf größere Nutzfahrzeuge erweitert.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in

Fig, 1 einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe mit einer Kugelumlaufmutter,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

209845/Π ?/,*> /

Pig. 3 einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe mit Hilfskraftunterstützung und Kugelumlauf mutter,

Pig. 4 Detail eines Lenkgetriebes mit durchgehender Schubstange,

Pig. 5 Detail eines Lenkgetriebes mit Gleitgewinde zwischen Schubstange und Lenkmutter.

Nach Pig. 1 und 2 besteht ein Lenkgetriebe 1 aus einem Gehäuse 2 mit einer Lenkspindel 3 und einer senkrecht zu. dieser angeordneten Schubstange 4 mit einem Gewinde 5. Am Ende der Lenkspindel 3 ist ein erstes Kegelrad 6 drehfest auf dieser angeordnet, das mit einem als Lenkmutter ausgebildetem zweiten Kegelrad 7 im Eingriff steht. Das Kegelrad 7 ist in einem Radiallager 8 und in zwei Axiallager 9 und 10 im Gehäuse 2 gelagert und koaxial zur Schubstange 4 angeordnet, mit der es über ein Kugelgewinde 11 trieblich verbunden ist. Die Schubstange 4 weist eine Verdrehsicherung 12 auf, die beispielsweise an einer im Gehäuse 2 eingelassenen Schiene 13 gleitet. Die Lenkspindel 3 ist in üblicher Weise im Gehäuse 2 radial und axial gelagert. Sobald die Lenkspindel 3 mit dem Kegelrad 6 mittels des Lenkhandrades gedreht wird, beispielsweise in Richtung eines Pfeiles 14, dann dreht sich auch das Kegelrad 7 in Richtung eines Pfeiles 15, so daß die verdrehsicher gelagerte Schubstange 4 durch das Kugelgewinde 11 nach unten geschoben wird. Bei entgegengesetzter Lenkrichtung gilt das Entsprechende.

2 0 9845"/f; 24 ?■ /

2113813

Palls statt des in Pig. 1 gezeigten linksgängigen Gewindes 5 ein rechtsgängiges verwendet wird, verschiebt sich die Schubstange 4 in umgekehrter Richtung. Das Entsprechende trifft auch zu, wenn ein Gleitgewinde 16 zwischen einer Schubstange 17 und einem zweiten Kegelrad 18, wie in Fig. 5 gezeigt, verwendet wird. Durch die reduzierende Wirkung des verwendeten Kegelradtriebes bei dem Übertragen der Lenkhandraddrehung auf die Schubstange und durch entsprechende Wahl der Gewindesteigung läßt sich das Lenkgetriebe für schwerere Fahrzeuge verwenden.

In Pig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei der ein Lenkgetriebe 19 mit einer Hilfskraftanlage ausgestattet ist. Zu diesem Zweck ist an einem Gehäuse eine Druckmittelsteuereinrichtung 21 angeordnet, die über eine Lenkspindel 22 betätigbar ist, und mit deren Ende ein erstes Kegelrad 23 drehfest verbunden ist, das mit einem zweiten Kegelrad 24 im Eingriff steht. Die Lenkspindel 22 mit dem Kegelrad 23 ist in üblicher Weise im Gehäuse 20 gelagert, während das Kegelrad 24 in einem Radiallager 25 und zwei Axiallager 26 und 27 im Gehäuse 20 bzw. an einem Zwischenflansch 28 gelagert ist. Das Kegelrad 24 ist über ein Kugelgewinde 29 mit einer im Gehäuse 20 gelagerten Schubstange 30 trieblich verbunden. Das Kegelrad 24 umfaßt also die koaxial durchgeführte Schubstange 30. Eine zylinderförmige Ausweitung 31 des Gehäuses 20 wird von einem auf der Schubstange 30 befestigten Kolben 32 in zwei Druckräume 33 und 34 unterteilt, denen das Druckmittel durch die Druckmittel-

209845/TVM? . / .

Steuereinrichtung 21 über nicht näher angegebene Leitungen zugeführt wird. Da der Druckraum 33 durch den Zwischenflansch 28 und das Kegelrad 24 hindurchgreift, ist die Lenkspindel 22 mit einer besonderen Dichtung 35 abgedichtet. Außerdem weist die Schubstange 30 eine Verdrehsicherung 36 auf, die beispielsweise an einer im Gehäuse 20 eingelassenen Schiene 37 gleitet, so wie es auch in Fig. 1 und 2 gezeigt ist.

Das Übersetzungsverhältnis der beiden Kegelräder 23 und 24 und die Steigung des Kugelgewindes 29 können stets so gewählt werden, daß das Fahrzeug bei Ausfall der Servopumpe noch von Hand allein gelenkt werden kann. Sine weitere Abwandlung der vorbeschriebenen Ausführungsformen zeigt Fig. 4, wo eine durchgehende Schubstange 38 vorgesehen ist, so daß beidseitig Kugelanschlüsse 39 für die Spurstangen vorhanden sind.

16.4.1971

Mü/Bl Akte 4996

209845/0242

Claims

2113813

Patentansprüche :

• 1. ,/Lenkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach Art einer Zahnstangenlenkung, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende einer Lenkspindel (3) ein erstes Kegelrad (6) befestigt ist und mit einem zweiten im Gehäuse (2) gelagerten Kegelrad (7) im Eingriff steht, das als Lenkmutter ausgebildet ist, eine verdrehsicher gelagerte Schubstange (4) mit Gewinde (5) umfaßt und mit dieser trieblich verbunden ist.
2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kegelrad (7) über ein Radiallager (8) und Axiallager (9 und 10) im Gehäuse (2) gelagert ist.

3. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung (12) der Schubstange (4) beispielsweise an einer Schiene (13) anliegt, die im Gehäuse (2) eingelassen ist.

4. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kegelrad (7) über ein Kugelgewinde (11) mit der Schubstange (4) im Eingriff steht.

5. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kegelrad (18) über ein Gleitgewinde (16) mit der Schubstange (17) verbunden ist.

203845/n?/*?

6. lenkgetriebe nach Anspruch 1 bis 3 und einem der Anspruchs 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (38) . durchgehend ist und an beiden Enden Kugelanschlüsse (39) für Spurstangen aufweist.

7. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 bis 3 und einem der Ansprüche 4 bis 6j dadurch gekennzeichnet, daß über die Lenkspindel (22) eine aia Gehäuse (20) angeordnete Druckmittelsteuereinrieh.-= tung (21) betätigbar ist, die das Druckmittel je nacli lenkrioktung einem der beiden Druckräume (33 und 34) zusteuert, üis τοπ einem auf der Schubstange (30) befestigten Kolben (32) und einer zylinderförmigen Ausweitung (31) des Gehäuses (20) gebildet werden_c

8. lenkgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekenns9ioini'St_s daß der Raum mit der Verdrehsicherung (36) hydraulisch mit dem angrenzenden Druckraum (33) verbunden und an der Lenicspinäel (22) von einer Dichtung (35) abgedichtet ist.

16.4.1971

Mü/Bl · Akte 49S6

2 O 9 8 4 B / ι"'· ? L ^r>

Leerseite